《泵与泵站》课程设计取水泵站的设计文档格式.docx
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(1)设计流量Q
为了减小取水构筑物、输水管道各净水构筑物的尺寸,节约基建投资,在这种情况下,我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作。
因此,泵站的设计流量应为:
式中Qr——一级泵站中水泵所供给的流量(m3/h);
Qd——供水对象最高日用水量(m3/d);
α——为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数,一般取α=1.05-1.1
T——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。
考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水,取水自用系数α=1.05,则
近期设计流量为Q=1.05×
=3718.75m3/h=1.033m3/s
远期设计流量为Q=1.05×
=4156.25m3/h=1.155m3/s
(2)设计扬程HST
①静扬程HST的计算
通过取水部分的计算已知在最不利情况下(即一条自流管道检修,另一条自流管道通过75%的设计流量时),从取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为1m,则吸水间中水面标高为38.00-1.00=37.00m,最低水面标高为24.60-1.00=23.60m,所以泵所需静扬程HST为:
洪水位时,HST=57.20-37.00=20.20m
枯水位时,HST=57.20-23.60=33.60m
②输水干管中的水头损失∑h
设采用两条DN800的铸铁管并联作为原水输水干管,当一条输水管检修,另一条输水管应通过75%的设计流量(按远期考虑),即Q=0.75×
4156.25=3117.2m3/h=0.866m3/s,查水力计算表得管内流速v=1.72m/s,i=4.25‰,所以
输水管路水头损失;
=1.1×
0.00425×
1500=7.0125m
(式中1.1包括局部损失而加大的系数)
③泵站内管路中的水头损失∑h
粗估1.8m,安全水头2m,
则泵设计扬程为:
枯水位时:
Hmax=33.60+7.0125+1.8+2=44.4125m
洪水位时:
Hmin=20.20+7.0125+1.8+2=31.0125m
二>
、初选泵和电机
(1)管道特性曲线的绘制
管道特性曲线的方程为
H=HST+=HST+SQ2
式中HST——最高时水泵的净扬程,m;
———水头损失总数,m;
S——沿程摩阻与局部阻力之和的系数;
Q——最高时水泵流量,m3/s
HST=33.60m,把Q=4156.25m3/h,H=44.41m,代入上式得:
S=8.10
所以管路特性曲线即为:
H=HST+8.10Q2=33.60+8.10Q2
可由此方程绘制出管路特性曲线,见图1
表1管路特性曲线Q-H关系表
Q(m3/h)
600
1000
1700
2000
∑h(m)
0.00
0.23
0.63
1.81
2.50
H(m0
33.60
32.83
33.23
34.41
35.10
2500
2800
3400
3900
4200
3.91
4.90
7.23
10.80
12.10
H(m)
36.51
37.50
39.83
44.41
44.70
(2)水泵选择
选泵的主要依据:
流量、扬程以及其变化规律
①大小兼顾,调配灵活
②型号整齐,互为备用
③合理地用尽各水泵的高效段
④要近远期相结合。
“小泵大基础”
⑤大中型泵站需作选泵方案比较。
根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图(图2)和选泵参考书综合考虑初步拟定以下:
近期选择三台500S59A型泵,两台工作一台备用,单泵工况点为(1980,44.5),满足近期工况的要求。
远期增加一台500S59A型泵,三台工作一台备用。
远期三台水泵并联时单泵工况点为(1860,50.06),此时三台泵均工作在高效段工作。
图1水泵并联工况点的求解图
500S59A型泵基本参数
图2离心泵性能曲线图
(3)水泵参数
500S59A型单能双吸式离心式水泵性能参数如下:
流量Q=1500~2170m3/s,扬程H=57~39m,转数n=970r/min,泵轴额定功率:
N=333kW,电动机型号为Y400-54-6型异步电动机,配电机功率为400kw,效率为72%~74%,气蚀余量:
Hs=6m
表2500S59A型水泵外型尺寸(不带底座)(单位:
m)
L
L1
L2
L3
B
B1
3510
1860
1167
580
810
B3
A
H
H1
H2
H3
800
710
400
370
480
E
h
W水泵
W电机
n—φd
1200
2235N
3000N
4—35
表3进口法兰尺寸表4出口法兰尺寸
DN1
D01
D1
n1-d1
500
620
670
20-26
DN2
D02
D2
n2-d2
350
460
505
16-22
500S59A型泵工作曲线图
500S59A型泵安装尺寸
三>
、吸水管路的设计
(1)流量Q
Q1==1385.52m3/h=0.385m3/s
(2)吸水管路的要求
①不漏气管材及接逢②不积气管路安装
③不吸气吸水管进口位置
④设计流速:
管径小于250㎜时,V取1.0~1.2m/s
管径等于或大于250㎜时,V取1.2~1.6m/s
(3)吸水管路直径
采用DN600×
8钢管,则V=1.32m/s,i=3.56‰
(4)吸水管路的管件布置
1>
喇叭口设计
喇叭口扩大直径D≥(1.3~1.5)d=1.4×
600=840㎜取800㎜
喇叭口高度4(D-DN)=4×
(800-600)=800㎜
喇叭口距墙壁的距离a>
(0.75~1.0)D取a=0.9×
800=720㎜取700㎜
喇叭口距室底的距离h1≥(0.6~0.8)D=0.75×
800=1200㎜
喇叭口之间距离l1≥(1.5~2.0)D=1.5×
喇叭口淹没深度h2≥(1.0~1.25)D=1.25×
喇叭口中心线与后墙的距离C=(0.8~1.0)D=0。
9×
800=720取700㎜
喇叭口与进水室的距离l≥3D=2400㎜
2.>
手动闸阀采用Z45T—10正齿轮转动暗杆楔式闸阀,其规格为:
500S59A:
DM=700㎜,L=660㎜
〈3〉偏心渐缩管为了防止吸水管积有空气,所以采用偏心渐缩管,查表得:
DN700500,L=600㎜,ζ=0.20
<
4>
90°
弯头
500S59A:
DN600,T=700㎜,ζ=1.06
四>
、压水管路的设计
(1)流量Q
(2)压水管路要求
①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当地点可高法兰接口。
为了防止不倒流,应在泵压水管路上设置止回阀。
②压水管的设计流速:
管径小于250㎜时,为1.5~2.0m/s
管径等于或大于250㎜时,为2.0~2.5m/s
③压水管的选取
采用DN450×
6钢管,则V=2.34m/s,i=16.2‰
(3)、压水管路配件
①止回阀采用HH44-10微阻缓闭式止回阀,其规格为
500S59A:
DN600,L=1180㎜,ζ=0.39
②电动闸阀采用Z945T-10电动暗杆楔式闸阀,其规格为:
DN600,L=600㎜,W=1018kg,ζ=0.06
③手动闸阀设置在水管路上的常开阀门,采用Z45T-25暗杆闸阀,其规格为:
DN600,L=600㎜,W=1540kg,ζ=0.06
④同心渐扩管压水管路上的渐扩管规格如下:
500S59A,DN500600,L=600㎜,ζ=0.11
⑤设在联络管上的渐扩管规格:
DN600800,L=800㎜,ζ=0.34
DN500800,L=800㎜.ζ=0.31
⑥三通管
DN500800,L=1200,ζ=0.78
五>
、水泵间布置
(1)基础尺寸确定
机组基础的作用是支撑和固定机组,便其运行不致发生剧烈震动,更不允许产生基础沉陷。
因此对基础的要求如下:
a)坚实牢固,除能承受机组的静荷载外,还能承受机械振动荷载。
b)要浇在较坚实的地基上,不宜浇在松软的地基或新填土上,以免
发生基础下沉或不均匀沉陷。
结合以上要点及所选泵的类型,本次设计选用混凝土块式基础。
由于所选泵均不带底座,所以基础尺寸的确定如下:
基础长:
L=水泵地脚螺钉间距(长度方向)+(400~500)
基础宽:
B=水泵地脚螺钉间距(宽方向)+(400~500)
基础高:
H=(2.5~4.0)×
(W水泵+W电机)/(Lβρ)
因此,500S59A
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